EP3805877A1 - Method for binding a production module to a modular production system, production module and production system - Google Patents

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EP3805877A1
EP3805877A1 EP19201670.7A EP19201670A EP3805877A1 EP 3805877 A1 EP3805877 A1 EP 3805877A1 EP 19201670 A EP19201670 A EP 19201670A EP 3805877 A1 EP3805877 A1 EP 3805877A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
production
module
production module
safety
side interface
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19201670.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Felix BÄR
Rene Graf
Ralf Gross
Matthias LOSKYLL
Thomas Alexander MEYER
Jörn PESCHKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP19201670.7A priority Critical patent/EP3805877A1/en
Publication of EP3805877A1 publication Critical patent/EP3805877A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426—Programming the control sequence
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25098—Detect connected sensors, set parameters, gain automatically

Definitions

  • the invention also relates to a production module for use in a modular production system, as well as a production system comprising a production plant and at least one production module.
  • machining processes which include turning, milling, drilling, etc.
  • thermal joining and cutting processes which, for example, include welding
  • forming processes which include punching, deep-drawing, etc.
  • assembly steps for which specific handling of workpieces is usually required.
  • workpiece handling can preferably be implemented using robots.
  • Such a production system comprises a production plant which has several interfaces for attaching different production modules. Due to the simple adaptability of the production system, effective production can also be carried out with small batch sizes.
  • Such a production system like any other production plant, requires safety-relevant components, for example emergency stop buttons, in order to ensure safe operation and to avoid accidents and the production of rejects.
  • safety-relevant components for example emergency stop buttons
  • the object of the present invention is therefore to create a method for integrating a production module into a modular production system which avoids the aforementioned disadvantages and in particular enables the integration of a new production module without the need to interrupt production.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that at least one, in particular each, safety-relevant component of the production module is connected to the central controller in terms of communication and / or signaling, is automatically recognized by the safety program and is transferred to the one carried out by the central controller Monitoring is involved.
  • the invention is based on the fundamental consideration of initially supplying the module-side interface with only one control voltage after the mechanical connection with the system-side interface, so that the control unit of the production module is activated.
  • the safety-relevant components contained in the production module for example emergency stop buttons, light grids, laser scanners and / or dead man's switches, can be communicatively coupled to the central control of the production system, directly or via the control unit of the production module, so that they can be connected to a Safety program running in the central controller can be recognized automatically.
  • the control recognizes or that in it created / running safety program an attached production module through the connection with its control unit and automatically includes the safety-relevant components of the attached production module in the monitoring.
  • the communicative / signaling connection between the safety-relevant component of the production module and the central controller can be established as a fail-safe connection between two controllers, in particular between the control unit and the central controller.
  • the at least one control unit of the production module preferably functions as a fail-safe peripheral unit.
  • the state of the safety-relevant component (s) of the production module included in the monitoring is evaluated by the control unit of the production module and / or by the central control of the production plant.
  • the safety-relevant component (s) is first checked with regard to their status. For example, it can be evaluated whether all the necessary protective housings are in the state required for productive commissioning of the production module.
  • the evaluation of the status of the safety-relevant components included in the monitoring can include the monitoring of an emergency stop button.
  • evaluating the status of the safety-relevant components of the production module can include monitoring the lighting status of an emergency stop button that can be illuminated.
  • Emergency stop buttons are extremely safety-relevant components, as they enable the operator to interrupt the production process immediately if there is a risk of an accident. What is achieved in particular is that moving parts, for example a rotating spindle during machining or a robot during workpiece handling, immediately come to a standstill. In the case of an actively illuminated emergency stop button, fail-safe status monitoring of the lighting means is also possible, so that the system operator can immediately see whether the relevant production module is already integrated into the safety program or not.
  • a load voltage for operating the production module is only released if the evaluation reveals a safe and / or fault-free state of all components included in the monitoring.
  • This embodiment of the method according to the invention is based on the fundamental consideration of making a complete separation between the supply with a control voltage and the supply with a load voltage. For safety reasons, the load voltage is only released when it is guaranteed that the safety-relevant components of the production module have been included in the monitoring by the safety program and that the safety-relevant components are in a state that allows production to start. It is therefore excluded that at a point in time at which the safety-relevant components are in a are unsuitable, a load voltage is made available to the production module.
  • the load voltage is preferably released on the system or module side via a contactor and / or a relay.
  • a voltage separation between the control area and the load voltage area is realized through the activation via a contactor or a relay, which is preferably switched from an output, in particular via a fail-safe output, of the control unit arranged in the production module.
  • media in particular at least one pressurized fluid
  • media can be released for operation of the production module.
  • fluid-driven components for example, these can be tools or the like operated by compressed air.
  • the release can take place via a corresponding switching valve in a manner similar to that with regard to the load voltage. This can be controlled both by the control unit of the production module and by the central control of the production plant.
  • the corresponding valve can be arranged in the production plant or in the production module.
  • other operating materials can also be made available to the production module in this way, for example cooling lubricants for mechanical processing, in particular for machining workpieces
  • control unit of the production module can be supplied with a control voltage as a direct voltage of 24 volts and / or as an alternating voltage, in particular between 220 and 240 volts. These are the usual voltages for operating control units, in particular of programmable logic controllers (PLC).
  • PLC programmable logic controllers
  • the method according to the invention can include the assignment of an IP address, in particular a unique IP address, to the production module. Assigning a unique IP address prevents IP conflicts when connecting new production modules. Furthermore, by assigning an IP address, larger production systems with a large number of production modules can also be implemented. A unique IP address ensures that no address conflicts can occur within the production system.
  • a production module for use in a modular production system, with at least one control unit, in particular at least one fail-safe control unit, safety-relevant components and a module-side interface for connecting to a corresponding system-side interface of a modular production system, the interface connecting means for transmitting a control voltage, in particular a direct voltage preferably of 24 volts and / or an alternating voltage preferably between 220 and 240 volts, as well as communication means for communicative and / or signaling connection of the control unit and / or the safety-relevant components with the system-side interface.
  • a control voltage in particular a direct voltage preferably of 24 volts and / or an alternating voltage preferably between 220 and 240 volts
  • This embodiment of the production module is based on the consideration of being able to attach different types of production modules to a production system via a universal interface.
  • the interface is designed uniformly and includes connection means for transmitting a control voltage, by means of which the control unit of the production module is first activated according to the method according to the invention in order to be able to carry out an integration into the safety program of the central control of the production plant. From that The communicative connection of the control unit or the safety-relevant components with the system-side interface is implemented separately in the interface.
  • the module-side interface furthermore has connection means for transmitting a load voltage, in particular for an alternating voltage between 220 and 240 volts.
  • load voltages are usually used to operate electrical devices. It is also conceivable to provide suitable connecting means for transmitting three-phase currents.
  • connection means for transmitting a control voltage and / or the connection means for transmitting a load voltage can be designed as plug connection elements, in particular as multi-pole plug connection elements.
  • Plug connection elements of this type in particular formed in the interface, allow a simple and secure connection between the two interfaces and, at the same time, the transmission of high currents, particularly in the area of the load voltage.
  • the communication means are preferably designed as plug connection elements, in particular as multi-pole plug connection elements in the form of a USB connection and / or as a LAN connection and / or as an RS232 interface and / or as an RS485 interface. These are the usual interfaces for communication between electrical devices, in particular controls, with one another.
  • plug-in connection elements can be provided for connecting the control unit to the system-side interface and the safety-relevant components to the system-side interface.
  • a comprehensible structure of the control is implemented without the risk of incorrect connections. It is preferably the corresponding plug connection elements to different embodiments, so that an inadvertent connection of the load voltage to a provided plug connection element for a control voltage is excluded from the outset.
  • the module-side interface can also have positioning means.
  • these comprise at least two positioning pins, which are provided for engaging in corresponding openings of an interface on the system side. This enables the production module to be clearly and precisely positioned at the system-side interface.
  • the further connecting means for example plug-in connection elements, lie neatly on top of one another when they are brought together and thus damage to the plug-in connection elements is avoided.
  • the module-side interface can have locking means for locking the production module on the system-side interface.
  • the locking means can comprise at least one recess for engaging a corresponding system-side locking element.
  • the system-side locking element can be a hook which engages in a correspondingly shaped recess.
  • the production module can have a transponder which interacts with a system-side proximity switch in order to be able to determine whether the production module is placed on a system-side interface. It can also be recognized when the should inadvertently detach the attached production module from the system-side interface.
  • the module-side interface can also have guide means for locking at a system-side interface.
  • the guide means preferably comprise at least one guide rail, in particular two guide rails lying opposite one another.
  • Such guide means enable targeted introduction and, in addition to corresponding positioning means, ensure that, particularly when plug-in connectors are used, their two components can be pushed neatly onto one another.
  • the module-side interface furthermore comprises a base plate, in particular with a rectangular basic shape.
  • a base plate enables a robust design of the production module and represents a possibility of attaching the other elements of the interface in a defined and precise manner.
  • the connecting means for transmitting a control voltage are preferably arranged in the base plate and / or attached to it.
  • a base plate of this type with connecting means attached to it also enables simple replacement if, for example, damage has occurred or contacts on the connecting means are worn.
  • the base plate is preferably resiliently attached to a base body of the production module.
  • the module-side interface can also have coupling means for fluid-tight connection to a system-side fluid line.
  • This refinement is based on the consideration that, in principle, in addition to electrical devices in a production module, fluid-operated, in particular compressed air-operated, devices can also be used. That's how it is Possibility of a fluid-tight connection with a system-side fluid line required.
  • the safety-relevant components include at least one emergency stop button, in particular at least one illuminated emergency stop button and / or in particular at least one fail-safe emergency stop button.
  • An emergency stop button that can be illuminated enables the operator to recognize that the production module has been properly integrated into the safety program of the central controller according to the method according to the invention.
  • the safety-relevant components can also include shields and housings, which are monitored by appropriate sensors.
  • the safety-relevant components can be communicatively connected to the control unit in a manner known per se.
  • the connection can be made via standardized interfaces, such as an RS232 interface, or via digital input and output signals as well as via analog input and output signals. Additionally / alternatively, light grids, laser scanners, dead man's switches can be provided as safety-relevant components.
  • a production system comprising a production system with a plurality of system-side interfaces for attaching production modules and at least one production module according to the present invention.
  • the production plant has a central control, in particular a fail-safe central control.
  • a fail-safe central controller, as well as a fail-safe control unit in the production module can for example comprise a programmable logic controller which is operated with two computer units (CPU) that are independent of one another.
  • CPU computer units
  • it can be a Simatic controller from Siemens AG, in particular in the form of an S7-1200 or an S7-1500.
  • the system-side interfaces each have a proximity switch, in particular a fail-safe proximity switch.
  • Fail-safe means that the electrical component in question has additional protection if it fails.
  • a fail-safe proximity switch can have several inputs and outputs that are monitored against failure. If an input or output fails, signals can still be transmitted via another input or output.
  • a proximity switch which is integrated into the system-side interface can be used to detect that the production module is placed on the system-side interface. It is also recognized if the attached production module should unintentionally detach itself from the system-side interface.
  • FIG 1 shows a production system 1 according to the present invention with a production system 2, which has several, in the present case three system-side interfaces 3 for attaching production modules 4. Furthermore, the production plant 2 has a fail-safe central controller 5, which is communicatively connected to the system-side interfaces 3 by cable.
  • each production module 4 has a fail-safe control unit 7 and safety-relevant components, here exactly one emergency stop button 8 in each case.
  • the emergency stop buttons 8 are communicatively connected to the control unit 7 of the respective production module 4.
  • FIG 2 the module-side interface 6 of a production module 4 is shown in detail.
  • This initially comprises a base plate 9 which is resiliently attached to a base body 10 of the production module 4.
  • the base plate 9 has an essentially rectangular, here square basic shape with several openings in which connecting elements are arranged.
  • two positioning mandrels 11 which are offset from one another and which are provided for engaging in corresponding openings of an interface 3 on the system side, protrude.
  • the positioning mandrels 11 have a cylindrical section 12 and a conical mandrel tip 13 at the free end .
  • the module-side interface 6 also has locking means for locking the production module 4 on the system-side interface 3. These include two recesses 14 for engaging a corresponding system-side locking element, in this case a locking bolt, not shown. Roller switches, which are not shown in detail, are provided on the system side by means of which it can be recognized whether a locking bolt is in engagement in the respective recess 14. The roller switches are communicatively connected to the central controller 5.
  • the module-side interface 6 has a transponder 15, which interacts with a system-side proximity switch, which in turn is communicatively connected to the central controller 5 and has the task of recognizing the system of a module-side interface 6 via the interaction with the transponder 15.
  • a guide rail 16 is also arranged, which has the task of roughly positioning it with respect to the system-side interface 3 before the positioning mandrels 11 come into engagement with the system-side openings.
  • the guide rail 16 has a central recess 17 with which a corresponding counter-element of the system-side interface 3 can be brought into engagement.
  • connection means for transmitting a control voltage, for transmitting a load voltage and communication means for communicatively connecting the control unit to the system-side interface are also formed at a defined position.
  • These comprise a plurality of plug connectors 18 which are arranged on a corresponding carrier plate 19, which in turn is positioned in an opening in the base plate 9.
  • a guide profile 20 is provided on each of the two end faces of the carrier plate 19 and extends in a direction perpendicular to the underside of the carrier plate 19.
  • a production module 4 is to be attached to an unoccupied system-side interface 3 of the production system 2
  • the mechanical connection of the production module is first required 4 is produced with the free interface 3 of the production system 2, the production module 4 initially being roughly positioned via the guide rail 16, the exact positioning being carried out by the engagement of the positioning mandrels 11 and the connectors 18 of the guide profile 20 being precisely aligned.
  • the central control of the production system 2 and the control unit 7 of the production module 4 are communicatively connected to one another via the corresponding plug connectors 18.
  • the production module 4 is supplied with a control voltage, in the present case with a direct voltage of 24 volts, in order to supply the control unit 7 of the production module 4 with a voltage and to activate it.
  • control unit 7 of the production module 4 and the central controller 5 of the production plant 2 can communicate with one another. Furthermore, the control unit 7 of the production module 4 can be assigned a unique IP address by the central controller 5.
  • the central controller 5 monitors safety-relevant components of the production system 1.
  • a corresponding safety program is stored in the controller 5 for this purpose.
  • this is a program which monitors the emergency stop button 8 and possibly other safety-relevant components in a fail-safe manner and ensures that the entire production system is stopped immediately when an emergency stop button 8 is actuated.
  • the safety-relevant components of the production module 4 are automatically recognized by the safety program of the central controller 5 and included in the monitoring.
  • the state of the safety-relevant components of the production module 4 included in the monitoring is determined by the central control 5 of the production plant 2 evaluated. If the safety-relevant components of the production module 4 are in a safe / trouble-free state, which allows the production module 4 to start operating, the central controller 5 releases a load voltage for operating the production module 4. In the present case, this takes place via a contactor 21 which is arranged in the production module 4.
  • the production module 4 can only be started when all safety-relevant components are in a safe / fault-free state.
  • an interruption in operation is not necessary, since the security program of the central controller 5 automatically recognizes a newly inserted production module 4 and automatically includes its security-relevant components in the monitoring.

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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zur Einbindung eines Produktionsmoduls in ein modulares Produktionssystem. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine sicherheitsrelevante Komponente des Produktionsmoduls kommunikativ und/oder signaltechnisch mit einer zentralen Steuerung verbunden wird und dann von einem in der zentralen Steuerung (5) abgelegten Sicherheitsprogramm automatisiert erkannt und in eine Überwachung einbezogen zu werden.A method for integrating a production module into a modular production system is shown and described. According to the invention it is provided that at least one safety-relevant component of the production module is communicatively and / or signal-technically connected to a central control and then automatically recognized by a safety program stored in the central control (5) and included in a monitoring.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbindung eines Produktionsmoduls in ein modulares Produktionssystem, umfassend die folgenden Schritte:

  • Bereitstellen einer Produktionsanlage mit mindestens einer freien anlagenseitigen Schnittstelle und einer zentralen Steuerung, welche sicherheitsrelevante Komponenten des Produktionssystems überwacht;
  • Bereitstellen eines Produktionsmoduls, welches eine zu der anlagenseitigen Schnittstelle korrespondierende modulseitige Schnittstelle, mindestens eine Steuereinheit und wenigstens eine zu überwachende sicherheitsrelevante Komponente, insbesondere mindestens einen Not-Halt-Taster aufweist;
  • Verbinden des Produktionsmoduls mit der freien Schnittstelle der Produktionsanlage, wobei die Steuereinheit des Produktionsmoduls und die zentrale Steuerung der Produktionsanlage kommunikativ miteinander verbunden werden;
  • Versorgung des Produktionsmoduls mit einer Steuerspannung, um die Steuereinheit des Produktionsmoduls mit einer Spannung zu versorgen, bevor eine Lastspannung bereitgestellt wird.
The present invention relates to a method for integrating a production module into a modular production system, comprising the following steps:
  • Provision of a production system with at least one free system-side interface and a central controller which monitors safety-relevant components of the production system;
  • Providing a production module which has a module-side interface corresponding to the system-side interface, at least one control unit and at least one safety-relevant component to be monitored, in particular at least one emergency stop button;
  • Connecting the production module to the free interface of the production plant, the control unit of the production module and the central control of the production plant being connected to one another in a communicative manner;
  • Supplying the production module with a control voltage in order to supply the control unit of the production module with a voltage before a load voltage is provided.

Ferner betrifft die Erfindung ein Produktionsmodul zur Verwendung in einem modularen Produktionssystem, sowie ein Produktionssystem umfassend eine Produktionsanlage und mindestens ein Produktionsmodul.The invention also relates to a production module for use in a modular production system, as well as a production system comprising a production plant and at least one production module.

Die Herstellung von Produkten in kleinen Losgrößen erfordert eine häufige Anpassung der Produktionsschritte des eingesetzten Produktionssystems. Konkret kann es erforderlich sein, bei einzelnen Produkten auf Produktionsschritte zu verzichten oder bei anderen Produkten einzelne Produktionsschritte einer Produktionskette hinzuzufügen. Bei den einzelnen Produktionsschritten können prinzipiell verschiedene Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen, beispielsweise spanende Fertigungsverfahren, worunter das Drehen, Fräsen, Bohren etc. fällt, thermische Füge- und Trennverfahren, worunter beispielsweise das Schweißen fällt, Umformverfahren, worunter das Stanzen, Tiefziehen etc. fällt, oder um Montageschritte, für welche zumeist eine gezielte Handhabung von Werkstücken erforderlich ist. Eine derartige Werkstückhandhabung kann vorzugsweise über Roboter realisiert werden.The manufacture of products in small batches requires frequent adjustments to the production steps of the production system used. Specifically, it may be necessary to forego production steps for individual products or to add individual production steps to a production chain for other products. In principle, different manufacturing processes can be used in the individual production steps, for example machining processes, which include turning, milling, drilling, etc., thermal joining and cutting processes, which, for example, include welding, forming processes, which include punching, deep-drawing, etc., or assembly steps, for which specific handling of workpieces is usually required. Such workpiece handling can preferably be implemented using robots.

Um eine Fertigung mit kleinen Losgrößen effektiv betreiben zu können, greift man oft auf sogenannte modulare Produktionssysteme zurück. Ein solches Produktionssystem umfasst eine Produktionsanlage, welche mehrere Schnittstellen zum Anbringen von verschiedenen Produktionsmodulen aufweist. Durch die einfache Anpassbarkeit des Produktionssystems kann auch bei kleinen Losgrößen eine effektive Fertigung betrieben werden.In order to be able to operate production with small batch sizes effectively, one often falls back on so-called modular production systems. Such a production system comprises a production plant which has several interfaces for attaching different production modules. Due to the simple adaptability of the production system, effective production can also be carried out with small batch sizes.

Ein derartiges Produktionssystem benötigt wie jede andere Fertigungsanlage sicherheitsrelevante Komponenten, beispielsweise Not-Halt-Taster, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und Unfälle sowie die Produktion von Ausschuss zu vermeiden.Such a production system, like any other production plant, requires safety-relevant components, for example emergency stop buttons, in order to ensure safe operation and to avoid accidents and the production of rejects.

Bei einem modularen Produktionssystem erweist sich dabei das Hinzufügen bzw. Entfernen von Produktionsmodulen zumeist als schwierig, da dies in der Regel mit einer Unterbrechung des Produktionsprozesses einhergeht. Insbesondere die Überwachungseinrichtungen und sicherheitsrelevanten Komponenten können bei einer Umkonfiguration der Anlage nicht automatisch berücksichtigt werden. Im Einzelnen bedeutet dies, dass stets eine Produktionsunterbrechung notwendig ist, um ein neues Produktionsmodul in das Sicherheitsprogramm einzubinden und somit die in einem neuen Produktionsmodul enthaltenen sicherheitsrelevanten Komponenten in die Überwachung einzubeziehen. Gleiches gilt für das Entfernen eines Produktionsmoduls.In a modular production system, adding or removing production modules usually proves to be difficult, since this usually goes hand in hand with an interruption in the production process. In particular, the monitoring devices and safety-relevant components cannot be automatically taken into account when the system is reconfigured. In detail, this means that a production interruption is always necessary in order to integrate a new production module into the safety program and thus the safety-relevant ones contained in a new production module Include components in the monitoring. The same applies to the removal of a production module.

Dieses Problem wird zum Teil dadurch umgangen, dass die Sicherheitsprogramme und somit die Überwachung der sicherheitsrelevanten Komponenten lediglich auf Modulebene stattfinden. Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass ein Not-Halt in einem Modul keine Auswirkung auf den Betriebszustand der anderen, insbesondere der benachbarten Module hat.This problem is partly circumvented by the fact that the safety programs and thus the monitoring of the safety-relevant components only take place at the module level. However, this is associated with the disadvantage that an emergency stop in one module has no effect on the operating state of the other, in particular the neighboring modules.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Einbindung eines Produktionsmoduls in ein modulares Produktionssystem zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile vermeidet und insbesondere eine Einbindung eines neuen Produktionsmoduls ermöglicht, ohne dass eine Unterbrechung der Produktion erforderlich ist.The object of the present invention is therefore to create a method for integrating a production module into a modular production system which avoids the aforementioned disadvantages and in particular enables the integration of a new production module without the need to interrupt production.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens eine, insbesondere jede, sicherheitsrelevante Komponente des Produktionsmoduls kommunikativ und/oder signaltechnisch mit der zentralen Steuerung verbunden wird, von dem Sicherheitsprogramm automatisiert erkannt wird und in die von der zentralen Steuerung durchgeführte Überwachung einbezogen wird.This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that at least one, in particular each, safety-relevant component of the production module is connected to the central controller in terms of communication and / or signaling, is automatically recognized by the safety program and is transferred to the one carried out by the central controller Monitoring is involved.

Der Erfindung liegt die grundlegende Überlegung zugrunde, die modulseitige Schnittstelle nach dem mechanischen Verbinden mit der anlagenseitigen Schnittstelle zunächst in an sich bekannter Weise nur mit einer Steuerspannung zu versorgen, so dass die Steuereinheit des Produktionsmoduls aktiviert wird. Auf diese Weise können sich die in dem Produktionsmodul enthaltenen sicherheitsrelevanten Komponenten, zum Beispiel Not-Halt-Taster, Lichtgitter, Laserscanner und/oder Totmannschalter, direkt oder über die Steuereinheit des Produktionsmoduls kommunikativ mit der zentralen Steuerung der Produktionsanlage koppeln, so dass sie durch ein Sicherheitsprogramm, welches in der zentralen Steuerung abläuft, automatisiert erkannt werden. Im Ergebnis erkennt die Steuerung bzw. das darin angelegte/ablaufende Sicherheitsprogramm ein angebrachtes Produktionsmodul durch die Verbindung mit dessen Steuereinheit und bezieht automatisch die sicherheitsrelevanten Komponenten des angebrachten Produktionsmoduls in die Überwachung mit ein.The invention is based on the fundamental consideration of initially supplying the module-side interface with only one control voltage after the mechanical connection with the system-side interface, so that the control unit of the production module is activated. In this way, the safety-relevant components contained in the production module, for example emergency stop buttons, light grids, laser scanners and / or dead man's switches, can be communicatively coupled to the central control of the production system, directly or via the control unit of the production module, so that they can be connected to a Safety program running in the central controller can be recognized automatically. As a result, the control recognizes or that in it created / running safety program an attached production module through the connection with its control unit and automatically includes the safety-relevant components of the attached production module in the monitoring.

Dadurch, dass zunächst lediglich eine Steuerspannung angelegt wird, werden Fertigungskomponenten des Produktionsmoduls nicht betätigt, so dass das Risiko einer unbeabsichtigten Betriebsaufnahme ausgeschlossen ist. Konkret kann die kommunikative/signaltechnische Verbindung der sicherheitsrelevanten Komponente des Produktionsmoduls mit der zentralen Steuerung als fehlersichere Verbindung zwischen zwei Steuerungen, insbesondere zwischen der Steuereinheit und der zentralen Steuerung, hergestellt werden. Bevorzugt fungiert dabei die mindestens eine Steuereinheit des Produktionsmoduls als fehlersichere Peripherieeinheit.Because initially only a control voltage is applied, production components of the production module are not actuated, so that the risk of an unintentional start of operation is excluded. Specifically, the communicative / signaling connection between the safety-relevant component of the production module and the central controller can be established as a fail-safe connection between two controllers, in particular between the control unit and the central controller. The at least one control unit of the production module preferably functions as a fail-safe peripheral unit.

Erfindungsgemäß ist es somit möglich ein Produktionsmodul in ein Produktionssystem einzubringen, ohne den Betrieb des Produktionssystems nennenswert zu unterbrechen.According to the invention, it is thus possible to introduce a production module into a production system without significantly interrupting the operation of the production system.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Zustand der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponente(n) des Produktionsmoduls durch die Steuereinheit des Produktionsmoduls und/oder durch die zentrale Steuerung der Produktionsanlage ausgewertet wird. Somit wird im Anschluss an das Anlegen der Steuerspannung und das Einbeziehen der sicherheitsrelevanten Komponente(n) des Produktionsmoduls in die Überwachung durch das Sicherheitsprogramm die sicherheitsrelevanten Komponente(n) zunächst im Hinblick auf ihren Zustand überprüft. Beispielsweise kann dabei ausgewertet werden, ob sämtliche erforderlichen Schutzeinhausungen sich in ihrem für die produktive Inbetriebnahme des Produktionsmoduls erforderlichen Zustand befinden.In a further embodiment of the method it can be provided that the state of the safety-relevant component (s) of the production module included in the monitoring is evaluated by the control unit of the production module and / or by the central control of the production plant. Thus, following the application of the control voltage and the inclusion of the safety-relevant component (s) of the production module in the monitoring by the safety program, the safety-relevant component (s) is first checked with regard to their status. For example, it can be evaluated whether all the necessary protective housings are in the state required for productive commissioning of the production module.

Konkret kann das Auswerten des Zustands der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponenten die Überwachung eines Not-Halt-Tasters umfassen. In weiterer Ausgestaltung kann das Auswerten des Zustands der sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls die Überwachung des Beleuchtungszustands eines beleuchtbaren Not-Halt-Tasters umfassen. Bei Not-Halt-Tastern handelt es sich um in höchstem Maße sicherheitsrelevante Komponenten, da sie dem Bediener die Möglichkeit geben, bei Unfallgefahr den Produktionsprozess sofort zu unterbrechen. Insbesondere wird dadurch erreicht, dass bewegte Teile, beispielsweise bei einer spanenden Bearbeitung eine sich drehende Spindel oder bei der Werkstückhandhabung ein Roboter, sofort zum Stillstand kommen. Bei einem aktiv beleuchteten Not-Halt-Taster bietet sich ferner eine insbesondere fehlersichere Zustandsüberwachung des Leuchtmittels an, so dass für den Anlagenbediener unmittelbar ersichtlich ist, ob das betreffende Produktionsmodul bereits in das Sicherheitsprogramm integriert ist oder nicht.Specifically, the evaluation of the status of the safety-relevant components included in the monitoring can include the monitoring of an emergency stop button. In a further embodiment, evaluating the status of the safety-relevant components of the production module can include monitoring the lighting status of an emergency stop button that can be illuminated. Emergency stop buttons are extremely safety-relevant components, as they enable the operator to interrupt the production process immediately if there is a risk of an accident. What is achieved in particular is that moving parts, for example a rotating spindle during machining or a robot during workpiece handling, immediately come to a standstill. In the case of an actively illuminated emergency stop button, fail-safe status monitoring of the lighting means is also possible, so that the system operator can immediately see whether the relevant production module is already integrated into the safety program or not.

Demzufolge ist vorgesehen, dass erst nach dem Auswerten des Zustands der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls eine Lastspannung zum Betrieb des Produktionsmoduls nur dann freigegeben wird, wenn die Auswertung einen sicheren und/oder störungsfreien Zustand sämtlicher in die Überwachung einbezogenen Komponenten ergibt. Dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die grundsätzliche Überlegung zugrunde, eine vollständige Trennung zwischen der Versorgung mit einer Steuerspannung und der Versorgung mit einer Lastspannung vorzunehmen. Aus Sicherheitsgründen wird die Lastspannung erst dann freigegeben, wenn gewährleistet ist, dass die sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls in die Überwachung durch das Sicherheitsprogramm einbezogen wurden und sich die sicherheitsrelevanten Komponenten in einem Zustand befinden, welcher den Start des Produktionsbetriebs gestattet. Somit ist ausgeschlossen, dass zu einem Zeitpunkt, in welchem die sicherheitsrelevanten Komponenten in einem dafür ungeeigneten Zustand sind, eine Lastspannung dem Produktionsmodul zur Verfügung gestellt wird.Accordingly, it is provided that only after the evaluation of the status of the safety-relevant components of the production module included in the monitoring, a load voltage for operating the production module is only released if the evaluation reveals a safe and / or fault-free state of all components included in the monitoring. This embodiment of the method according to the invention is based on the fundamental consideration of making a complete separation between the supply with a control voltage and the supply with a load voltage. For safety reasons, the load voltage is only released when it is guaranteed that the safety-relevant components of the production module have been included in the monitoring by the safety program and that the safety-relevant components are in a state that allows production to start. It is therefore excluded that at a point in time at which the safety-relevant components are in a are unsuitable, a load voltage is made available to the production module.

Bevorzugt erfolgt die Freigabe der Lastspannung anlagenseitig oder modulseitig über ein Schütz und/oder über ein Relais. Durch die Freischaltung über ein Schütz oder ein Relais, welches bevorzugt von einem Ausgang, insbesondere über einen fehlersicheren Ausgang, der im Produktionsmodul angeordneten Steuereinheit geschaltet wird, wird eine Spannungstrennung zwischen dem Steuerungsbereich und dem Lastspannungsbereich realisiert.The load voltage is preferably released on the system or module side via a contactor and / or a relay. A voltage separation between the control area and the load voltage area is realized through the activation via a contactor or a relay, which is preferably switched from an output, in particular via a fail-safe output, of the control unit arranged in the production module.

Alternativ oder ergänzend kann nach der Auswertung der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls eine Freigabe von Medien, insbesondere von mindestens einem druckbeaufschlagten Fluid, zum Betrieb des Produktionsmoduls erfolgen. Neben der Möglichkeit, eine Lastspannung zum Antrieb elektrischer Geräte, insbesondere Motoren bereitzustellen, besteht ferner die Möglichkeit, fluidgetriebene Komponenten im Produktionsmodul vorzusehen. Beispielsweise kann es sich hierbei um druckluftbetriebene Werkzeuge oder dergleichen handeln. Dazu kann in ähnlicher Weise wie hinsichtlich der Lastspannung die Freigabe über ein entsprechendes Schaltventil erfolgen. Dieses kann sowohl von der Steuereinheit des Produktionsmoduls als auch von der zentralen Steuerung der Produktionsanlage angesteuert werden. Das entsprechende Ventil kann dabei in der Produktionsanlage oder in dem Produktionsmodul angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können auch andere Betriebsstoffe auf diese Weise dem Produktionsmodul zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise Kühlschmiermittel für die mechanische Bearbeitung, insbesondere für die spanende Bearbeitung von WerkstückenAs an alternative or in addition, after the evaluation of the safety-relevant components of the production module included in the monitoring, media, in particular at least one pressurized fluid, can be released for operation of the production module. In addition to the possibility of providing a load voltage to drive electrical devices, in particular motors, there is also the possibility of providing fluid-driven components in the production module. For example, these can be tools or the like operated by compressed air. For this purpose, the release can take place via a corresponding switching valve in a manner similar to that with regard to the load voltage. This can be controlled both by the control unit of the production module and by the central control of the production plant. The corresponding valve can be arranged in the production plant or in the production module. As an alternative or in addition, other operating materials can also be made available to the production module in this way, for example cooling lubricants for mechanical processing, in particular for machining workpieces

In an sich bekannter Weise kann die Versorgung der Steuereinheit des Produktionsmoduls mit einer Steuerspannung als Gleichspannung von 24 Volt und/oder als Wechselspannung insbesondere zwischen 220 und 240 Volt erfolgen. Dabei handelt es sich um übliche Spannungen zum Betreiben von Steuereinheiten, insbesondere von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) .In a manner known per se, the control unit of the production module can be supplied with a control voltage as a direct voltage of 24 volts and / or as an alternating voltage, in particular between 220 and 240 volts. These are the usual voltages for operating control units, in particular of programmable logic controllers (PLC).

Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren die Zuweisung einer IP-Adresse, insbesondere einer eindeutigen IP-Adresse, an das Produktionsmodul umfassen. Durch die Vergabe einer eindeutigen IP-Adresse werden IP-Konflikte beim Anbinden neuer Produktionsmodule verhindert. Ferner lassen sich durch die Vergabe einer IP-Adresse auch größere Produktionssysteme mit einer Vielzahl von Produktionsmodulen realisieren. Eine eindeutige IP-Adresse stellt dabei sicher, dass innerhalb des Produktionssystems keine Adresskonflikte auftreten können.Furthermore, the method according to the invention can include the assignment of an IP address, in particular a unique IP address, to the production module. Assigning a unique IP address prevents IP conflicts when connecting new production modules. Furthermore, by assigning an IP address, larger production systems with a large number of production modules can also be implemented. A unique IP address ensures that no address conflicts can occur within the production system.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Produktionsmodul zur Verwendung in einem modularen Produktionssystem, mit mindestens einer Steuereinheit, insbesondere mindestens einer fehlersicheren Steuereinheit, sicherheitsrelevanten Komponenten und einer modulseitigen Schnittstelle zum Verbinden mit einer korrespondierenden anlagenseitigen Schnittstelle einer modularen Produktionsanlage, wobei die Schnittstelle Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung, insbesondere einer Gleichspannung bevorzugt von 24 Volt und/oder einer Wechselspannung bevorzugt zwischen 220 und 240 Volt, sowie Kommunikationsmittel zur kommunikativen und/oder signaltechnischen Verbindung der Steuereinheit und/oder der sicherheitsrelevanten Komponenten mit der anlagenseitigen Schnittstelle aufweist.The object on which the invention is based is also achieved by a production module for use in a modular production system, with at least one control unit, in particular at least one fail-safe control unit, safety-relevant components and a module-side interface for connecting to a corresponding system-side interface of a modular production system, the interface connecting means for transmitting a control voltage, in particular a direct voltage preferably of 24 volts and / or an alternating voltage preferably between 220 and 240 volts, as well as communication means for communicative and / or signaling connection of the control unit and / or the safety-relevant components with the system-side interface.

Dieser Ausgestaltung des Produktionsmoduls, insbesondere der modulseitigen Schnittstelle, liegt die Überlegung zugrunde, über eine universelle Schnittstelle verschiedenartige Produktionsmodule an einer Produktionsanlage anbringen zu können. Die Schnittstelle ist dabei einheitlich ausgebildet und umfasst Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung, durch welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst die Steuereinheit des Produktionsmoduls aktiviert wird, um eine Einbindung in das Sicherheitsprogramm der zentralen Steuerung der Produktionsanlage durchführen zu können. Davon getrennt ist in der Schnittstelle die kommunikative Verbindung der Steuereinheit bzw. der sicherheitsrelevanten Komponenten mit der anlagenseitigen Schnittstelle realisiert.This embodiment of the production module, in particular the module-side interface, is based on the consideration of being able to attach different types of production modules to a production system via a universal interface. The interface is designed uniformly and includes connection means for transmitting a control voltage, by means of which the control unit of the production module is first activated according to the method according to the invention in order to be able to carry out an integration into the safety program of the central control of the production plant. From that The communicative connection of the control unit or the safety-relevant components with the system-side interface is implemented separately in the interface.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Produktionsmoduls ist vorgesehen, dass die modulseitige Schnittstelle ferner Verbindungsmittel zum Übertragen einer Lastspannung, insbesondere für eine Wechselspannung zwischen 220 und 240 Volt aufweist. Derartige Lastspannungen werden üblicherweise für den Betrieb elektrischer Geräte eingesetzt. Denkbar ist auch, geeignete Verbindungsmittel zum Übertragen von Drehströmen vorzusehen.In a preferred embodiment of the production module according to the invention, it is provided that the module-side interface furthermore has connection means for transmitting a load voltage, in particular for an alternating voltage between 220 and 240 volts. Such load voltages are usually used to operate electrical devices. It is also conceivable to provide suitable connecting means for transmitting three-phase currents.

In konkreter Ausgestaltung können die Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung und/oder die Verbindungsmittel zum Übertragen einer Lastspannung als Steckverbindungselemente, insbesondere als mehrpolige Steckverbindungselemente ausgebildet sein. Derartige, insbesondere in der Schnittstelle ausgebildete Steckverbindungselemente ermöglichen eine einfache und sichere Verbindung zwischen den beiden Schnittstellen und gleichzeitig die Übertragung hoher Ströme insbesondere im Bereich der Lastspannung.In a specific embodiment, the connection means for transmitting a control voltage and / or the connection means for transmitting a load voltage can be designed as plug connection elements, in particular as multi-pole plug connection elements. Plug connection elements of this type, in particular formed in the interface, allow a simple and secure connection between the two interfaces and, at the same time, the transmission of high currents, particularly in the area of the load voltage.

Bevorzugt sind die Kommunikationsmittel als Steckverbindungselemente, insbesondere als mehrpolige Steckverbindungselemente in Form eines USB-Anschlusses und/oder als LAN-Anschluss und/oder als RS232-Schnittstelle und/oder als RS485-Schnittstelle ausgebildet. Dabei handelt es sich um übliche Schnittstellen zur Kommunikation elektrischer Geräte, insbesondere Steuerungen, untereinander.The communication means are preferably designed as plug connection elements, in particular as multi-pole plug connection elements in the form of a USB connection and / or as a LAN connection and / or as an RS232 interface and / or as an RS485 interface. These are the usual interfaces for communication between electrical devices, in particular controls, with one another.

In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform können für die Verbindung der Steuereinheit mit der anlagenseitigen Schnittstelle und der sicherheitsrelevanten Komponenten mit der anlagenseitigen Schnittstelle separate Steckverbindungselemente vorgesehen sein. Dadurch wird ein nachvollziehbarer Aufbau der Steuerung realisiert, ohne dass die Gefahr von Fehlanschlüssen besteht. Bevorzugt handelt es sich bei den entsprechenden Steckverbindungselementen um unterschiedliche Ausführungsformen, so dass ein versehentlicher Anschluss der Lastspannung an einem vorgesehenen Steckverbindungselement für eine Steuerspannung von vornherein ausgeschlossen ist.In a further refinement of this embodiment, separate plug-in connection elements can be provided for connecting the control unit to the system-side interface and the safety-relevant components to the system-side interface. As a result, a comprehensible structure of the control is implemented without the risk of incorrect connections. It is preferably the corresponding plug connection elements to different embodiments, so that an inadvertent connection of the load voltage to a provided plug connection element for a control voltage is excluded from the outset.

Zum Positionieren des Produktionsmoduls relativ zu der anlagenseitigen Schnittstelle einer Produktionsanlage kann die modulseitige Schnittstelle ferner Positioniermittel aufweisen. In bevorzugter Ausgestaltung umfassen diese mindestens zwei Positionierdorne, welche zum Eingriff in korrespondierende Öffnungen einer anlagenseitigen Schnittstelle vorgesehen sind. Dadurch wird eine eindeutige und präzise Positionierung des Produktionsmoduls an der anlagenseitigen Schnittstelle realisiert. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass die weiteren Verbindungsmittel, beispielsweise Steckverbindungselemente, beim Zusammenführen sauber aufeinanderliegen und somit Beschädigungen an den Steckverbindungselementen vermieden werden.For positioning the production module relative to the system-side interface of a production system, the module-side interface can also have positioning means. In a preferred embodiment, these comprise at least two positioning pins, which are provided for engaging in corresponding openings of an interface on the system side. This enables the production module to be clearly and precisely positioned at the system-side interface. At the same time, it is ensured that the further connecting means, for example plug-in connection elements, lie neatly on top of one another when they are brought together and thus damage to the plug-in connection elements is avoided.

Ferner kann die modulseitige Schnittstelle Verriegelungsmittel zum Arretieren des Produktionsmoduls an der anlagenseitigen Schnittstelle aufweisen. In an sich bekannter Weise können die Verriegelungsmittel mindestens eine Aussparung zum Eingreifen eines korrespondierenden anlagenseitigen Verriegelungselements umfassen. Beispielsweise kann es sich bei dem anlagenseitigen Verriegelungselement um einen Haken handeln, welcher in einer korrespondierend geformten Aussparung in Eingriff kommt. Auf diese Weise wird das Produktionsmodul an der Produktionsanlage festgehalten, auch wenn durch die Bearbeitung im Produktionsmodul Kräfte und Momente in verschiedene Richtungen auf die Schnittstelle wirken.Furthermore, the module-side interface can have locking means for locking the production module on the system-side interface. In a manner known per se, the locking means can comprise at least one recess for engaging a corresponding system-side locking element. For example, the system-side locking element can be a hook which engages in a correspondingly shaped recess. In this way, the production module is held on the production system, even if forces and moments act on the interface in different directions due to the processing in the production module.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Produktionsmodul einen Transponder aufweisen, der mit einem anlageseitigen Näherungsschalter zusammenwirkt, um feststellen zu können, ob das Produktionsmodul auf eine anlagenseitige Schnittstelle aufgesetzt ist. Ebenso kann erkannt werden, wenn sich das aufgesetzte Produktionsmodul unbeabsichtigt von der anlageseitigen Schnittstelle lösen sollte.According to a further embodiment, the production module can have a transponder which interacts with a system-side proximity switch in order to be able to determine whether the production module is placed on a system-side interface. It can also be recognized when the should inadvertently detach the attached production module from the system-side interface.

Die modulseitige Schnittstelle kann ferner Führungsmittel zum Arretieren an einer anlagenseitigen Schnittstelle aufweisen. Bevorzugt umfassen die Führungsmittel mindestens eine Führungsschiene, insbesondere zwei einander gegenüberliegende Führungsschienen. Derartige Führungsmittel ermöglichen ein gezieltes Einbringen und sorgen neben entsprechenden Positioniermitteln dafür, dass insbesondere bei dem Einsatz von Steckverbindern deren beide Komponenten sauber aufeinander geschoben werden können.The module-side interface can also have guide means for locking at a system-side interface. The guide means preferably comprise at least one guide rail, in particular two guide rails lying opposite one another. Such guide means enable targeted introduction and, in addition to corresponding positioning means, ensure that, particularly when plug-in connectors are used, their two components can be pushed neatly onto one another.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Produktionsmoduls umfasst die modulseitige Schnittstelle ferner eine Grundplatte, insbesondere mit einer rechteckigen Grundform. Eine solche Grundplatte ermöglicht eine robuste Ausgestaltung des Produktionsmoduls und stellt eine Möglichkeit dar, die weiteren Elemente der Schnittstelle definiert und präzise anzubringen. Bevorzugt sind die Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung in der Grundplatte angeordnet und/oder an dieser befestigt. Eine derartige Grundplatte mit daran befestigten Verbindungsmitteln ermöglicht ferner ein einfaches Austauschen, wenn beispielsweise Beschädigungen aufgetreten sind oder Kontakte bei den Verbindungsmitteln verschlissen sind. Zum Ausgleich von Toleranzen und zur Vermeidung von Blockaden bei der Montage ist die Grundplatte bevorzugt federnd an einem Grundkörper des Produktionsmoduls befestigt.In a preferred embodiment of the production module according to the invention, the module-side interface furthermore comprises a base plate, in particular with a rectangular basic shape. Such a base plate enables a robust design of the production module and represents a possibility of attaching the other elements of the interface in a defined and precise manner. The connecting means for transmitting a control voltage are preferably arranged in the base plate and / or attached to it. A base plate of this type with connecting means attached to it also enables simple replacement if, for example, damage has occurred or contacts on the connecting means are worn. To compensate for tolerances and to avoid blockages during assembly, the base plate is preferably resiliently attached to a base body of the production module.

Analog zu den Verbindungsmitteln für eine Lastspannung kann die modulseitige Schnittstelle ferner Kupplungsmittel zum fluiddichten Verbinden mit einer anlagenseitigen Fluidleitung aufweisen. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass grundsätzlich neben elektrischen Geräten in einem Produktionsmodul auch fluidbetriebene, insbesondere druckluftbetriebene Geräte zum Einsatz kommen können. So ist die Möglichkeit eines fluiddichten Verbindens mit einer anlagenseitigen Fluidleitung erforderlich.Analogously to the connection means for a load voltage, the module-side interface can also have coupling means for fluid-tight connection to a system-side fluid line. This refinement is based on the consideration that, in principle, in addition to electrical devices in a production module, fluid-operated, in particular compressed air-operated, devices can also be used. That's how it is Possibility of a fluid-tight connection with a system-side fluid line required.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung umfassen die sicherheitsrelevanten Komponenten mindestens einen Not-Halt-Taster, insbesondere mindestens einen beleuchtbaren Not-Halt-Taster und/oder insbesondere mindestens einen fehlersicheren Not-Halt-Taster. Ein beleuchtbarer Not-Halt-Taster ermöglicht es dem Bediener, zu erkennen, dass die das Produktionsmodul gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ordnungsgemäß in das Sicherheitsprogramm der zentralen Steuerung integriert wurde. Neben Not-Aus-Tastern können die sicherheitsrelevanten Komponenten ferner Abschirmungen und Einhausungen umfassen, welche durch entsprechende Sensoren überwacht werden.In a preferred embodiment of the invention, the safety-relevant components include at least one emergency stop button, in particular at least one illuminated emergency stop button and / or in particular at least one fail-safe emergency stop button. An emergency stop button that can be illuminated enables the operator to recognize that the production module has been properly integrated into the safety program of the central controller according to the method according to the invention. In addition to emergency stop buttons, the safety-relevant components can also include shields and housings, which are monitored by appropriate sensors.

In an sich bekannter Weise können die sicherheitsrelevanten Komponenten mit der Steuereinheit kommunikativ verbunden sein. Die Verbindung kann dabei über standardisierte Schnittstellen, wie beispielsweise eine RS232-Schnittstelle erfolgen, oder über digitale Eingangs- und Ausgangssignale sowie über analoge Eingangs- und Ausganssignale. Zusätzlich/alternativ können Lichtgitter, Laserscanner, Totmannschalter als sicherheitsrelevante Komponenten vorgesehen sein.The safety-relevant components can be communicatively connected to the control unit in a manner known per se. The connection can be made via standardized interfaces, such as an RS232 interface, or via digital input and output signals as well as via analog input and output signals. Additionally / alternatively, light grids, laser scanners, dead man's switches can be provided as safety-relevant components.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Produktionssystem umfassend eine Produktionsanlage mit einer Mehrzahl anlagenseitiger Schnittstellen zum Anbringen von Produktionsmodulen und mindestens ein Produktionsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung. In weiterer Ausgestaltung weist die Produktionsanlage eine zentrale Steuerung, insbesondere eine fehlersichere zentrale Steuerung auf. Eine fehlersichere zentrale Steuerung, wie auch eine fehlersichere Steuerungseinheit im Produktionsmodul kann beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung umfassen, welche mit zwei voneinander unabhängigen Rechnereinheiten (CPU) betrieben wird. Beispielsweise kann es sich dabei um Simatic-Steuerungen der Siemens AG handeln, insbesondere in Form einer S7-1200 oder einer S7-1500.The object on which the invention is based is further achieved by a production system comprising a production system with a plurality of system-side interfaces for attaching production modules and at least one production module according to the present invention. In a further embodiment, the production plant has a central control, in particular a fail-safe central control. A fail-safe central controller, as well as a fail-safe control unit in the production module, can for example comprise a programmable logic controller which is operated with two computer units (CPU) that are independent of one another. For example, it can be a Simatic controller from Siemens AG, in particular in the form of an S7-1200 or an S7-1500.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die anlagenseitigen Schnittstellen jeweils einen Näherungsschalter, insbesondere einen fehlersicheren Näherungsschalter auf. Unter Fehlersicherheit versteht man, dass die betreffende elektrische Komponente über eine weitere Absicherung verfügt, wenn sie ausfällt. Beispielsweise kann ein fehlersicherer Näherungsschalter mehrere Ein- und Ausgänge aufweisen, die gegen Ausfall überwacht werden. Fällt ein Eingang oder Ausgang aus, so können Signale nach wie vor über einen weiteren Eingang oder Ausgang übertragen werden. Gleichzeitig ist ein Mechanismus vorgesehen, welcher erkennt, dass ein Ausfall vorliegt und dies der Steuerung mitteilt. Durch einen Näherungsschalter, welcher in die anlagenseitige Schnittstelle integriert ist, kann erkannt werden, dass das Produktionsmodul auf die anlagenseitige Schnittstelle aufgesetzt ist. Ferner wird erkannt, wenn sich das aufgesetzte Produktionsmodul einmal unbeabsichtigt von der anlageseitigen Schnittstelle lösen sollte.In a further embodiment of the invention, the system-side interfaces each have a proximity switch, in particular a fail-safe proximity switch. Fail-safe means that the electrical component in question has additional protection if it fails. For example, a fail-safe proximity switch can have several inputs and outputs that are monitored against failure. If an input or output fails, signals can still be transmitted via another input or output. At the same time, a mechanism is provided which recognizes that there is a failure and informs the control of this. A proximity switch which is integrated into the system-side interface can be used to detect that the production module is placed on the system-side interface. It is also recognized if the attached production module should unintentionally detach itself from the system-side interface.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Produktionssystems und des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. In der Zeichnung zeigt:

FIG 1
ein Produktionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung;
FIG 2
eine modulseitige Schnittstelle eines Produktionsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung.
Further features and advantages of the present invention will become clear on the basis of the following description of a production system according to the invention and the method according to the invention with reference to the accompanying drawing. In the drawing shows:
FIG 1
a production system according to the present invention in a schematic representation;
FIG 2
a module-side interface of a production module according to the present invention in a perspective view.

Die FIG 1 zeigt ein Produktionssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Produktionsanlage 2, welche mehrere, vorliegend drei anlagenseitige Schnittstellen 3 zum Anbringen von Produktionsmodulen 4 aufweist. Ferner besitzt die Produktionsanlage 2 eine fehlersichere zentrale Steuerung 5, die mit den anlagenseitigen Schnittstellen 3 kabelgebunden kommunikativ verbunden ist.The FIG 1 shows a production system 1 according to the present invention with a production system 2, which has several, in the present case three system-side interfaces 3 for attaching production modules 4. Furthermore, the production plant 2 has a fail-safe central controller 5, which is communicatively connected to the system-side interfaces 3 by cable.

Die beiden dargestellten Produktionsmodule 4 sind durch eine modulseitige Schnittstelle 6 mit der jeweiligen anlagenseitigen Schnittstelle 3 verbunden. Ferner besitzt jedes Produktionsmodul 4 eine fehlersichere Steuereinheit 7 und sicherheitsrelevante Komponenten, hier jeweils genau einen Not-Halt-Taster 8. Die Not-Halt-Taster 8 sind mit der Steuereinheit 7 des jeweiligen Produktionsmoduls 4 kommunikativ verbunden.The two production modules 4 shown are connected to the respective system-side interface 3 by a module-side interface 6. Furthermore, each production module 4 has a fail-safe control unit 7 and safety-relevant components, here exactly one emergency stop button 8 in each case. The emergency stop buttons 8 are communicatively connected to the control unit 7 of the respective production module 4.

In FIG 2 ist die modulseitige Schnittstelle 6 eines Produktionsmoduls 4 im Detail dargestellt. Diese umfasst zunächst eine Grundplatte 9, welche federnd an einem Grundkörper 10 des Produktionsmoduls 4 befestigt ist. Die Grundplatte 9 besitzt eine im Wesentlichen rechteckig, hier quadratische Grundform mit mehreren Öffnungen, in welchen Verbindungselemente angeordnet sind.In FIG 2 the module-side interface 6 of a production module 4 is shown in detail. This initially comprises a base plate 9 which is resiliently attached to a base body 10 of the production module 4. The base plate 9 has an essentially rectangular, here square basic shape with several openings in which connecting elements are arranged.

Von der Vorderseite der Grundplatte 9 ragen zwei zueinander versetzt angeordnete Positionierdorne 11 ab, welche zum Eingriff in korrespondierende Öffnungen einer anlagenseitigen Schnittstelle 3 vorgesehen sind. Die Positionierdorne 11 besitzen ausgehend von der Grundplatte 10 einen zylindrischen Abschnitt 12 und am freien Ende eine kegelförmig ausgebildete Dornspitze 13. Die Dornspitze 13 bewirkt, dass beim Einschieben auf eine korrespondierende Öffnung einer anlagenseitigen Schnittstelle 3 eine exakte Zentrierung der Positionierdorne 11 in der korrespondierenden Öffnung stattfindet.From the front side of the base plate 9, two positioning mandrels 11, which are offset from one another and which are provided for engaging in corresponding openings of an interface 3 on the system side, protrude. Starting from the base plate 10, the positioning mandrels 11 have a cylindrical section 12 and a conical mandrel tip 13 at the free end .

Die modulseitige Schnittstelle 6 besitzt ferner Verriegelungsmittel zum Arretieren des Produktionsmoduls 4 an der anlagenseitigen Schnittstelle 3. Diese umfassen hier zwei Aussparungen 14 zum Eingreifen eines korrespondierenden anlagenseitigen Verriegelungselements, vorliegend eines nicht dargestellten Verriegelungsbolzens. Anlageseitig sind nicht im Detail dargestellte Rollenschalter vorgesehen, mittels derer erkannt werden kann, ob ein Verriegelungsbolzen in Eingriff in der jeweiligen Aussparung 14 ist. Die Rollenschalter sind kommunikativ mit der zentralen Steuerung 5 verbunden.The module-side interface 6 also has locking means for locking the production module 4 on the system-side interface 3. These include two recesses 14 for engaging a corresponding system-side locking element, in this case a locking bolt, not shown. Roller switches, which are not shown in detail, are provided on the system side by means of which it can be recognized whether a locking bolt is in engagement in the respective recess 14. The roller switches are communicatively connected to the central controller 5.

Des Weiteren weist die modulseitige Schnittstelle 6 einen Transponder 15 auf, welcher mit einem anlageseitigen Näherungsschalter zusammenwirkt, der wiederum kommunikativ mit der zentralen Steuerung 5 verbunden ist und die Aufgabe hat, über das Zusammenwirken mit dem Transponder 15 die Anlage einer modulseitigen Schnittstelle 6 zu erkennen.Furthermore, the module-side interface 6 has a transponder 15, which interacts with a system-side proximity switch, which in turn is communicatively connected to the central controller 5 and has the task of recognizing the system of a module-side interface 6 via the interaction with the transponder 15.

An der in der FIG 2 oben dargestellten Seite der modulseitigen Schnittstelle 6 ist ferner eine Führungsschiene 16 angeordnet, welche die Aufgabe hat, eine grobe Positionierung gegenüber der anlagenseitigen Schnittstelle 3 vorzunehmen, bevor die Positionierdorne 11 mit den anlageseitigen Öffnungen in Eingriff kommen. Die Führungsschiene 16 besitzt eine zentrale Ausnehmung 17, mit welcher ein korrespondierendes Gegenelement der anlagenseitigen Schnittstelle 3 in Eingriff gebracht werden kann.At the in the FIG 2 On the side of the module-side interface 6 shown above, a guide rail 16 is also arranged, which has the task of roughly positioning it with respect to the system-side interface 3 before the positioning mandrels 11 come into engagement with the system-side openings. The guide rail 16 has a central recess 17 with which a corresponding counter-element of the system-side interface 3 can be brought into engagement.

In der Grundplatte 9 sind an definierter Position ferner Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung, zum Übertragen einer Lastspannung und Kommunikationsmittel zur kommunikativen Verbindung der Steuereinheit mit der anlagenseitigen Schnittstelle ausgebildet. Diese umfassen mehrere Steckverbinder 18, welche auf einer entsprechenden Trägerplatte 19 angeordnet sind, die wiederum in einer Öffnung der Grundplatte 9 positioniert ist. An den beiden Stirnseiten der Trägerplatte 19 ist jeweils ein Führungsprofil 20 vorgesehen, das sich in senkrechter Richtung zur Unterseite der Trägerplatte 19 erstreckt. Dadurch wird eine saubere Positionierung der Steckverbinder 18 zu entsprechenden Gegenelementen der anlagenseitigen Schnittstelle 3 realisiert.In the base plate 9, connection means for transmitting a control voltage, for transmitting a load voltage and communication means for communicatively connecting the control unit to the system-side interface are also formed at a defined position. These comprise a plurality of plug connectors 18 which are arranged on a corresponding carrier plate 19, which in turn is positioned in an opening in the base plate 9. A guide profile 20 is provided on each of the two end faces of the carrier plate 19 and extends in a direction perpendicular to the underside of the carrier plate 19. As a result, a clean positioning of the plug connector 18 relative to the corresponding counter-elements of the system-side interface 3 is achieved.

Soll ein Produktionsmodul 4 an eine unbesetzte anlagenseitige Schnittstelle 3 der Produktionsanlage 2 angebracht werden, wird zunächst die mechanische Verbindung des Produktionsmoduls 4 mit der freien Schnittstelle 3 der Produktionsanlage 2 hergestellt, wobei zunächst eine Grobpositionierung des Produktionsmoduls 4 über die Führungsschiene 16 erfolgt, die exakte Positionierung durch den Eingriff der Positionierdorne 11 vorgenommen wird und die Steckverbinder 18 des Führungsprofils 20 exakt ausgerichtet werden. Dabei werden über die entsprechenden Steckverbinder 18 die zentrale Steuerung der Produktionsanlage 2 und die Steuereinheit 7 des Produktionsmoduls 4 kommunikativ miteinander verbunden.If a production module 4 is to be attached to an unoccupied system-side interface 3 of the production system 2, the mechanical connection of the production module is first required 4 is produced with the free interface 3 of the production system 2, the production module 4 initially being roughly positioned via the guide rail 16, the exact positioning being carried out by the engagement of the positioning mandrels 11 and the connectors 18 of the guide profile 20 being precisely aligned. The central control of the production system 2 and the control unit 7 of the production module 4 are communicatively connected to one another via the corresponding plug connectors 18.

In einem nächsten Schritt wird das Produktionsmodul 4 mit einer Steuerspannung, vorliegend mit einer Gleichspannung von 24 Volt, versorgt, um die Steuereinheit 7 des Produktionsmoduls 4 mit einer Spannung zu versorgen und diese zu aktivieren.In a next step, the production module 4 is supplied with a control voltage, in the present case with a direct voltage of 24 volts, in order to supply the control unit 7 of the production module 4 with a voltage and to activate it.

Dadurch können die Steuereinheit 7 des Produktionsmoduls 4 und die zentrale Steuerung 5 der Produktionsanlage 2 miteinander kommunizieren. Des Weiteren kann der Steuereinheit 7 des Produktionsmoduls 4 durch die zentrale Steuerung 5 eine eindeutige IP-Adresse zugewiesen werden.As a result, the control unit 7 of the production module 4 and the central controller 5 of the production plant 2 can communicate with one another. Furthermore, the control unit 7 of the production module 4 can be assigned a unique IP address by the central controller 5.

Die zentrale Steuerung 5 führt eine Überwachung sicherheitsrelevanter Komponenten des Produktionssystems 1 durch. Hierzu ist in den Steuerung 5 ein entsprechendes Sicherheitsprogramm abgelegt. Insbesondere handelt es sich dabei um ein Programm, welches die Not-Halt-Taster 8 und ggf. weitere sicherheitsrelevante Komponenten fehlersicher überwacht und dafür sorgt, dass bei Betätigung eines Not-Halt-Tasters 8 das gesamte Produktionssystem sofort angehalten wird.The central controller 5 monitors safety-relevant components of the production system 1. A corresponding safety program is stored in the controller 5 for this purpose. In particular, this is a program which monitors the emergency stop button 8 and possibly other safety-relevant components in a fail-safe manner and ensures that the entire production system is stopped immediately when an emergency stop button 8 is actuated.

Nach der Zuweisung einer IP-Adresse an das Produktionsmodul 4 werden die sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls 4 automatisch von dem Sicherheitsprogramm der zentralen Steuerung 5 erkannt und in die Überwachung einbezogen.After an IP address has been assigned to the production module 4, the safety-relevant components of the production module 4 are automatically recognized by the safety program of the central controller 5 and included in the monitoring.

Der Zustand der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls 4 wird durch die zentrale Steuerung 5 der Produktionsanlage 2 ausgewertet. Befinden sich die sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls 4 in einem sicheren/störungsfreien Zustand, welcher die Aufnahme des Betriebs des Produktionsmoduls 4 gestattet, so wird durch die zentrale Steuerung 5 eine Lastspannung zum Betrieb des Produktionsmoduls 4 freigegeben. Vorliegend erfolgt dies über ein Schütz 21, welches im Produktionsmodul 4 angeordnet ist.The state of the safety-relevant components of the production module 4 included in the monitoring is determined by the central control 5 of the production plant 2 evaluated. If the safety-relevant components of the production module 4 are in a safe / trouble-free state, which allows the production module 4 to start operating, the central controller 5 releases a load voltage for operating the production module 4. In the present case, this takes place via a contactor 21 which is arranged in the production module 4.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine Aufnahme des Betriebs des Produktionsmoduls 4 nur dann erfolgen kann, wenn sich alle sicherheitsrelevanten Komponenten in einem sicheren/störungsfreien Zustand befinden. Gleichzeitig ist eine Betriebsunterbrechung nicht erforderlich, da das Sicherheitsprogramm der zentralen Steuerung 5 automatisch ein neu eingesetztes Produktionsmodul 4 erkennt und dessen sicherheitsrelevante Komponenten automatisiert in die Überwachung einbezieht.In this way it is ensured that the production module 4 can only be started when all safety-relevant components are in a safe / fault-free state. At the same time, an interruption in operation is not necessary, since the security program of the central controller 5 automatically recognizes a newly inserted production module 4 and automatically includes its security-relevant components in the monitoring.

Im Ergebnis ist es möglich ein Produktionsmodul in ein Produktionssystem einzubringen, ohne den Betrieb des Produktionssystems nennenswert zu unterbrechen.As a result, it is possible to introduce a production module into a production system without significantly interrupting the operation of the production system.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by the preferred exemplary embodiment, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

Claims (15)

Verfahren zur Einbindung eines Produktionsmoduls in ein modulares Produktionssystem (1), umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Produktionsanlage (2) mit mindestens einer freien anlagenseitigen Schnittstelle (3) und einer zentralen Steuerung (5), welche sicherheitsrelevante Komponenten des Produktionssystems (1) überwacht; Bereitstellen eines Produktionsmoduls (4), welches eine zu der anlagenseitigen Schnittstelle (3) korrespondierende modulseitige Schnittstelle (6), mindestens eine Steuereinheit (7) und wenigstens eine zu überwachende sicherheitsrelevante Komponente, insbesondere mindestens einen Not-Halt-Taster (8), aufweist; Verbinden des Produktionsmoduls (4) mit der freien Schnittstelle der Produktionsanlage (2), wobei die Steuereinheit (7) des Produktionsmoduls (4) und die zentrale Steuerung (5) der Produktionsanlage (2) kommunikativ miteinander verbunden werden; Versorgung des Produktionsmoduls (4) mit einer Steuerspannung, um die Steuereinheit (7) des Produktionsmoduls (4) mit einer Spannung zu versorgen, bevor eine Lastspannung bereitgestellt wird; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine, insbesondere jede, sicherheitsrelevante Komponente des Produktionsmoduls (4) kommunikativ und/oder signaltechnisch mit der zentralen Steuerung (5) verbunden wird, von dem Sicherheitsprogramm automatisiert erkannt wird und in die von der zentralen Steuerung (5) durchgeführte Überwachung einbezogen wird. Method for integrating a production module into a modular production system (1), comprising the following steps: Providing a production system (2) with at least one free system-side interface (3) and a central controller (5) which monitors safety-relevant components of the production system (1); Providing a production module (4) which has a module-side interface (6) corresponding to the system-side interface (3), at least one control unit (7) and at least one safety-relevant component to be monitored, in particular at least one emergency stop button (8) ; Connecting the production module (4) to the free interface of the production plant (2), the control unit (7) of the production module (4) and the central controller (5) of the production plant (2) being connected to one another for communication; Supplying the production module (4) with a control voltage in order to supply the control unit (7) of the production module (4) with a voltage before a load voltage is provided; wherein the method is characterized in that at least one, in particular each, safety-relevant component of the production module (4) is communicatively and / or signal-technically connected to the central controller (5), is automatically recognized by the safety program and into which the central controller ( 5) carried out monitoring is included. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponente(n) des Produktionsmoduls (4) durch die Steuereinheit (7) des Produktionsmoduls (4) und/oder durch die zentrale Steuerung (5) der Produktionsanlage (2) ausgewertet wird, und/oder dass das Auswerten des Zustands der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponente(n) die Überwachung eines Not-Halt-Tasters (8) umfasst, wobei insbesondere das Auswerten des Zustands der sicherheitsrelevanten Komponenten des Produktionsmoduls (4) die Überwachung des Beleuchtungszustands eines beleuchtbaren Not-Halt-Tasters (8) umfasst.Method according to Claim 1, characterized in that the state of the safety-relevant component (s) of the production module (4) included in the monitoring is determined by the control unit (7) of the production module (4) and / or by the central controller (5) of the production plant ( 2) is evaluated, and / or that the evaluation of the status of the in the monitoring of the safety-relevant component (s) involved comprises the monitoring of an emergency stop button (8), wherein in particular the evaluation of the status of the safety-relevant components of the production module (4) comprises the monitoring of the lighting status of an illuminated emergency stop button (8) . Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auswerten des Zustands der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponente(n) des Produktionsmoduls (4) eine Lastspannung zum Betrieb des Produktionsmoduls (4) nur dann freigegeben wird, wenn die Auswertung einen sicheren und/oder störungsfreien Zustand sämtlicher in die Überwachung einbezogenen Komponenten ergibt, wobei insbesondere die Freigabe der Lastspannung anlagenseitig oder modulseitig über ein Schütz (21) und/oder über ein Relais erfolgt.Method according to claim 2, characterized in that after evaluating the status of the safety-relevant component (s) of the production module (4) included in the monitoring, a load voltage for operating the production module (4) is only released if the evaluation shows a safe and / or a fault-free state of all components involved in the monitoring, in particular the release of the load voltage on the system side or on the module side takes place via a contactor (21) and / or via a relay. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Auswertung der in die Überwachung einbezogenen sicherheitsrelevanten Komponente(n) des Produktionsmoduls (4) eine Freigabe von Medien, insbesondere von mindestens einem druckbeaufschlagten Fluid, zum Betrieb des Produktionsmoduls (4) erfolgt.Method according to claim 2, characterized in that after the evaluation of the safety-relevant component (s) of the production module (4) included in the monitoring, media, in particular at least one pressurized fluid, are released for operation of the production module (4). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Steuereinheit (7) des Produktionsmoduls (4) mit einer Steuerspannung als Gleichspannung von 24 V und/oder als Wechselspannung zwischen 220 und 240 V erfolgt und/oder dass dieses ferner die Zuweisung einer IP-Adresse, insbesondere einer eindeutigen IP-Adresse, an das Produktionsmodul (4) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (7) of the production module (4) is supplied with a control voltage as a direct voltage of 24 V and / or as an alternating voltage between 220 and 240 V and / or that this also includes the assignment an IP address, in particular a unique IP address, to the production module (4). Produktionsmodul (4) zur Verwendung in einem modularen Produktionssystem (1), mit
mindestens einer Steuereinheit (7), insbesondere mindestens einer fehlersicheren Steuereinheit (7), sicherheitsrelevanten Komponenten und
einer modulseitigen Schnittstelle (6) zum Verbinden mit einer korrespondieren anlagenseitigen Schnittstelle (3) einer modularen Produktionsanlage (2),
wobei die modulseitige Schnittstelle (6) Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung, insbesondere einer Gleichspannung von 24 V und/oder einer Wechselspannung zwischen 220 und 240 V, sowie Kommunikationsmittel zur kommunikativen und/oder signaltechnischen Verbindung der Steuereinheit (7) und/oder der sicherheitsrelevanten Komponenten mit der anlagenseitigen Schnittstelle (3)aufweist.Production module (4) for use in a modular production system (1), with
at least one control unit (7), in particular at least one fail-safe control unit (7), safety-relevant components and
a module-side interface (6) for connecting to a corresponding system-side interface (3) of a modular production system (2),
The module-side interface (6) connecting means for transmitting a control voltage, in particular a direct voltage of 24 V and / or an alternating voltage between 220 and 240 V, as well as communication means for communicative and / or signaling connection of the control unit (7) and / or the safety-relevant components with the system-side interface (3). Produktionsmodul (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung und/oder die Verbindungsmittel zum Übertragen einer Lastspannung als Steckverbindungselemente (18), insbesondere als mehrpolige Steckverbindungselemente (18) ausgebildet sind.Production module (4) according to claim 6, characterized in that the connection means for transmitting a control voltage and / or the connection means for transmitting a load voltage are designed as plug connection elements (18), in particular as multi-pole plug connection elements (18). Produktionsmodul (4) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsmittel als Steckverbindungselemente (18), insbesondere als mehrpolige Steckverbindungselemente (18), bevorzugt in Form eines USB-Anschlusses und/oder als LAN-Anschluss und/oder als RS232-Schnittstelle und/oder als RS485-Schnittstelle ausgebildet sind, wobei insbesondere für die Verbindung der Steuereinheit (7) mit der anlagenseitigen Schnittstelle (3) und der sicherheitsrelevanten Komponenten mit der anlagenseitigen Schnittstelle (3) separate Steckverbindungselemente (18) vorgesehen sind.Production module (4) according to claim 6 or 7, characterized in that the communication means as plug connection elements (18), in particular as multi-pole plug connection elements (18), preferably in the form of a USB connection and / or as a LAN connection and / or as RS232 Interface and / or are designed as an RS485 interface, with separate plug-in connection elements (18) being provided in particular for connecting the control unit (7) to the system-side interface (3) and the safety-relevant components to the system-side interface (3). Produktionsmodul (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die modulseitige Schnittstelle (6) ferner Positioniermittel zum Positionieren des Produktionsmoduls (4) relativ zu der anlagenseitigen Schnittstelle (3) einer Produktionsanlage (2) aufweist, wobei insbesondere die Positioniermittel mindestens zwei Positionierdorne (11) umfassen, welche zum Eingriff in korrespondierende Öffnungen einer anlagenseitigen Schnittstelle (3) vorgesehen sind.Production module (4) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the module-side interface (6) furthermore has positioning means for positioning the production module (4) relative to the system-side interface (3) of a production system (2), the positioning means in particular comprise at least two positioning mandrels (11) which are provided for engaging in corresponding openings of an interface (3) on the system side. Produktionsmodul (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die modulseitige Schnittstelle (6) ferner Verriegelungsmittel zum Arretieren des Produktionsmoduls (4) an der anlagenseitigen Schnittstelle (3) aufweist, wobei insbesondere die Verriegelungsmittel mindestens eine Aussparung zum Eingreifen eines korrespondierenden anlagenseitigen Verriegelungselements umfassen.Production module (4) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the module-side interface (6) furthermore has locking means for locking the production module (4) on the system-side interface (3), wherein in particular the locking means has at least one recess for engaging a Include corresponding system-side locking element. Produktionsmodul (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die modulseitige Schnittstelle (6) ferner Führungsmittel zum Arretieren an einer anlagenseitigen Schnittstelle (3) aufweist, wobei insbesondere die Führungsmittel mindestens eine Führungsschiene, insbesondere zwei einander gegenüberliegende Führungsschienen umfassen.Production module (4) according to one of claims 6 to 10, characterized in that the module-side interface (6) furthermore has guide means for locking at a system-side interface (3), in particular the guide means comprise at least one guide rail, in particular two guide rails lying opposite one another. Produktionsmodul (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die modulseitige Schnittstelle (6) ferner eine Grundplatte (9) insbesondere mit einer rechteckigen Grundform umfasst, wobei die Verbindungsmittel zum Übertragen einer Steuerspannung in der Grundplatte (9) angeordnet sind und/oder an dieser befestigt sind, wobei insbesondere die Grundplatte (9) federnd an einem Grundkörper (10) des Produktionsmoduls (4) befestigt ist.Production module (4) according to one of claims 6 to 11, characterized in that the module-side interface (6) further comprises a base plate (9), in particular with a rectangular basic shape, the connecting means for transmitting a control voltage being arranged in the base plate (9) and / or are attached to this, in particular the base plate (9) being resiliently attached to a base body (10) of the production module (4). Produktionsmodul (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die modulseitige Schnittstelle (6) ferner Kupplungsmittel zum fluiddichten Verbinden mit einer anlagenseitigen Fluidleitung aufweist, und/oder dass die sicherheitsrelevanten Komponenten mindestens einen Not-Halt-Taster (8), insbesondere mindestens einen beleuchtbaren Not-Halt-Taster (8) und/oder insbesondere mindestens einen fehlersicheren Not-Halt-Taster (8) umfassen, und/oder dass die sicherheitsrelevanten Komponenten mit der Steuereinheit (7) kommunikativ verbunden sind.Production module (4) according to one of claims 6 to 12, characterized in that the module-side interface (6) also has coupling means for fluid-tight connection to a system-side fluid line, and / or that the safety-relevant components have at least one emergency stop button (8) , in particular comprise at least one illuminated emergency stop button (8) and / or in particular at least one fail-safe emergency stop button (8), and / or that the safety-relevant components are communicatively connected to the control unit (7). Produktionssystem (1) umfassend eine Produktionsanlage (2) mit einer Mehrzahl anlagenseitiger Schnittstellen (3) zum Anbringen von Produktionsmodulen und mindestens ein Produktionsmodul (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Produktionsanlage (2) insbesondere eine zentrale Steuerung (5), bevorzugt eine fehlersichere zentrale Steuerung (5) aufweist.Production system (1) comprising a production system (2) with a plurality of system-side interfaces (3) for attaching production modules and at least one production module (4) according to one of claims 6 to 12, wherein the production plant (2) in particular has a central controller (5), preferably a fail-safe central controller (5). Produktionssystem (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die anlageseitigen Schnittstellen (6) jeweils einen Näherungsschalter, insbesondere einen fehlersicheren Näherungsschalter aufweisen, wobei insbesondere die Näherungsschalter kommunikativ mit der zentralen Steuerung (5) verbunden sind.Production system (4) according to Claim 13, characterized in that the system-side interfaces (6) each have a proximity switch, in particular a fail-safe proximity switch, the proximity switches in particular being communicatively connected to the central controller (5).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102015122066A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Fail-safe module for connection to a fieldbus coupler, fieldbus coupler, system and method for configuring such a fail-safe module
EP3252551A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Modular security control device with cryptographic functionality
EP3444682A1 (en) * 2017-08-16 2019-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Method for the computer-assisted coupling of a processing module into a modular technical system and modular technical system

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